Корозія металів
Метал з більш негативним потенціалом руйнується — його іони переходять у розчин, а електрони переходять до менш активного металу, на якому відбувається відновлення іонів гідрогену (воднева деполяризація) або відновлення роз¬чиненого у воді кисню (киснева деполяризація).
Рис. 1 Схема дії гальванічної пари
Отже, при електрохімічній корозії (як у випадку контакту різнорідних металів, так і в разі утворення мікрогальванічних елементів на поверхні одного металу) потік електронів направлений від більш активного металу до менш активного (провідника), і більш активний метал ко¬родує. Швидкість корозії тим більша, чим далі розташовані один від одного в ряду стандартних електродних потенціалів ті, метали, з яких утворився гальванічний елемент(гальванічна пара).
На швидкість корозії впливає і характер розчину електроліту. Чим вища його кислотність (тобто менший pH), а також чим більший вміст в ньому окисників, тим швидше відбувається корозія. Значно зростає корозія при підвищенні температури.
Деякі метали при контакті з киснем повітря в агресивному середовищі переходять у пасивний стан, при якому різко уповільнюється корозія. Наприклад, концентрована нітратна кислота легко робить пасивним залізо, і воно практично не реагує з концентрованою нітратною кислотою. У таких випад¬ках на поверхні металу утворюється щільна захисна оксидна плівка, яка перешкоджає контакту металу із середовищем.
Захисна плівка завжди є на поверхні алюмінію. Подібні плівки в сухому повітрі утворюються також на Be, Cr, Zn, Ta, Ni, Си та інших металах . Кисень є найпоширенішим пасиватором.
Пасивуванням пояснюється корозійна стійкість нержавіючих сталей та сплавів.
Захист від корозіїКорозія металів відбувається безперервно і завдає ве¬личезних збитків. Підраховано, що прямі втрати заліза від корозії становлять близько 10 % його щорічної виплавки. Внаслідок корозії металеві вироби втрачають свої цінні технічні властивості. Тому важливе значення мають методи за¬хисту металів та сплавів від корозії. Вони досить різноманітні. Назвемо деякі з них.
Захисні поверхневі покриття металів. Вони бувають металічними (покриття цинком, оловом, свинцем, нікелем, хро¬мом та іншими металами) і неметалічними (покриття лаком, фарбою, емаллю та іншими речовинами). Ці покриття ізолю¬ють метал від зовнішнього середовища. Так, покрівельне залізо покривають цинком; з оцинкованого заліза виготовля¬ють численні вироби побутового та промислового призначен¬ня. Шар цинку запобігає корозії заліза, бо цинк, хоча й більш активний метал, ніж залізо (див. ряд стандартних електродних потенціалів металів, вкритий оксидною плівкою. В разі пошкодження захисного шару (подряпини, пробої дахів тощо) за наявності вологи виникає гальванічна пара Zn | Ре. Катодом (позитивним полюсом) є залізо, анодом (негативним полюсом) — цинк (рис. 12.6). Електрони переходять від цинку до заліза, де зв'язуються молекулами кисню (киснева деполя¬ризація), цинк розчиняється, а залізо залишається захищеним доти, доки не зруйнується весь шар цинку, що потребує до¬сить багато часу. Покриття залізних виробів нікелем, хромом,
крім захисту від корозії, надає їм красивого зовніш¬нього вигляду.
Створення сплавів з антикорозійними власти¬востями.
Введенням до складу сталі близько 12 % хрому добувають не¬ржавіючу сталь, стійку проти корозії. Добавки нікелю, кобальту і міді по¬силюють антикорозійні вла¬стивості сталі,
Рис. 2 Корозійне руйнування цинку в загальному парі Zn | Fe
оскільки під¬вищується схильність сплавів до пасивації. Створення сплавів з антикорозійними власти¬востями — один з найважливіших напрямків боротьби проти корозійних втрат.
Протекторний захист і електрозахист. Протекторний за¬хист застосовують у тому разі, коли захищається конструкція (підземний трубопровід, корпус судна), яка перебуває в середовищі електроліту (морська вода, підземні ґрунтові води та ін.). Суть такого захисту поля¬гає в тому, що конструкцію сполучають з протектором — більш активним металом, ніж метал конструкції, яку захища¬ють. Як протектор для захисту стальних виробів звичайно використовують магній, алю¬міній, цинк та їх сплави. У про¬цесі корозії протектор є анодом і руйнується, запобігаючи тим самим руйнуванню конструкції (рис. 3). У міру руйну¬вання протекторів їх замінюють новими.